微电网的建模与控制策略研究

发布时间：2017-09-06 17:25

  本文关键词：微电网的建模与控制策略研究

  更多相关文章： 微电网 建模 协调控制 SOC V-f控制 P-Q控制

【摘要】：能源是我们人类生存发展所必不可少的物质资源，随着人类社会发展，人均能源消耗越来越高，能源危机也促使人们加大力量研究并利用可再生能源，提高能源利用率。电能是最方便传输和利用的能源，光伏发电、风力发电等形式的新能源发电是当今世界普遍采用并日益受到重视的能源利用方式。微电网可以整合用电区域多种可再生能源，并和大电网双向输电，极大提升了再生能源利用率和供电给用户的可靠性。由于微电网系统本身含有多种电力电子器件，惯性小，光伏和风力发电等微电源又具有间歇发电等自然特点，如何保证微电网系统的稳定运行，如何提升可再生能源的利用效率，是当今对微电网的研究热点所在，也是微电网发展并推广应用的关键技术所在。 本文围绕微电网中的微源建模以及各个源之间的协调控制等问题，展开了深入研究，其主要研究内容和成果如下： （一）针对微电网系统中常见的微源特性进行研究分析，并建立其数学模型，在PSCAD/EMTDC软件中设计其模型并仿真分析。本文研究分析的微电源几乎涵盖了目前微电网系统中最常见的发电单元，分别有光伏发电单元、风力发电单元、微型燃气轮机发电单元、储能蓄电池和超级电容等，逐一对其展开了数学建模、软件模型设计和仿真验证分析，为后续搭建一个微电网系统并研究其系统稳定性和协调控制建立正确单元模块，做好基础铺垫工作； （二）针对微电网主从控制结构，分析了目前典型的V-f控制模式和P-Q控制模式，并提出一种改进的V-f控制和P-Q控制结构，仿真分析并验证了其控制方式的有效性； （三）为提升可再生能源的利用率，在微电网系统中保持光伏单元运行在最大功率点，考虑到储能蓄电池的SOC特性，设计了蓄电池控制方案和整个系统的协调控制方案，建立了仿真模型并分析验证了其正确性和有效性，，提升了光伏等可再生能源的利用率，同时保障了微电网系统在孤岛模式下运行的稳定性； （四）针对微型燃气轮机的输出惯性相对光伏逆变器大的问题，设计了超级电容补偿在控制模式切换点瞬间的功率波动，解决了微电网在主从控制结构下主控单元的平滑切换问题，通过PSCAD/EMTDC软件仿真分析，验证了其正确性和有效性。
【关键词】：微电网 建模 协调控制 SOC V-f控制 P-Q控制
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 课题的背景和意义8-9
• 1.2 微电网的发展现状9-14
• 1.2.1 国外发展现状9-13
• 1.2.2 国内发展现状13-14
• 1.3 国内外微电网的研究现状14-17
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-17
• 1.4 本文研究主要内容17-19
• 2 多源微电网发电单元建模与仿真分析19-47
• 2.1 风力发电系统20-25
• 2.1.1 风轮机21-23
• 2.1.2 发电机23-25
• 2.2 光伏发电系统25-28
• 2.3 双储能系统28-32
• 2.3.1 蓄电池储能系统28-30
• 2.3.2 超级电容器储能系统30-32
• 2.4 微型燃气轮机发电单元32-41
• 2.4.1 微型燃气轮机数学建模33-36
• 2.4.2 微型燃气轮机仿真分析36-41
• 2.5 PSCAD/EMTDC 仿真结果41-46
• 2.5.1 风力发电系统 PSCAD/EMTDC 仿真结果41-44
• 2.5.2 光伏发电系统 PSCAD/EMTDC 仿真结果44-46
• 2.6 本章小结46-47
• 3 微电网系统协调控制策略47-66
• 3.1 微电网协调控制分类48-54
• 3.2 微电网协调控制改进与分析54-62
• 3.2.1 微电网协调控制系统结构54-56
• 3.2.2 逆变器 V-f 控制策略56-58
• 3.2.3 逆变器 P-Q 控制策略58-60
• 3.2.4 蓄电池协调控制60-62
• 3.3 协调控制器设计62-64
• 3.4 主从控制切换过程优化设计64-65
• 3.5 本章小结65-66
• 4 微电网系统仿真与分析66-75
• 4.1 微电网系统配置66-67
• 4.2 微电网系统仿真模型67
• 4.3 仿真分析67-73
• 4.3.1 电池 SOC 上限值约束下的系统仿真分析68-70
• 4.3.2 电池 SOC 下限值约束下的系统仿真分析70-73
• 4.4 本章小结73-75
• 5 结论与展望75-78
• 5.1 结论75-76
• 5.2 展望76-78
• 参考文献78-83
• 在学研究成果83-84
• 致谢84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐金雄;张双平;王帅;;微型电网关键技术及研究应用概况[J];电气开关;2010年03期

2 周念成;王强钢;杜跃明;;风能与光伏混合微电网的建模和仿真[J];中国电力;2010年04期

3 王凌;李培强;李欣然;刘志勇;;微电源建模及其在微电网仿真中的应用[J];电力系统及其自动化学报;2010年03期

4 施婕;艾芊;;直流微电网在现代建筑中的应用[J];现代建筑电气;2010年06期

5 时珊珊;鲁宗相;闵勇;王阳;;微电源特性分析及其对微电网负荷电压的影响[J];电力系统自动化;2010年17期

6 苏玲;张建华;王利;苗唯时;吴子平;;微电网相关问题及技术研究[J];电力系统保护与控制;2010年19期

7 蔡华娟;梁平;;微电网电能质量检测系统开发[J];自动化与仪器仪表;2010年05期

8 姚勇;朱桂萍;刘秀成;;谐波对低压微电网运行的影响[J];中国电力;2010年10期

9 李军;黄学良;陈小虎;徐文;谢淼;;基于分压器原理的孤岛检测技术在微电网中的应用[J];中国电机工程学报;2010年34期

10 毕大强;牟晓春;任先文;薛雷;;含多微源的微电网控制策略设计[J];高电压技术;2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 肖朝霞;方红伟;张献;;智能微电网研究综述[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年

2 廉超;宋腾;李鹏;顾志强;江百川;;微电网及其控制技术研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年

3 谷s

本文编号：804457